Materiál pro budoucí lidskou základnu na Marsu by nemusel pocházet výhradně ze Země. Autoři nové logistické analýzy navrhují, aby se k Marsu dopravovaly kovy vytěžené z vybraných asteroidů. Zaměřili se přitom na to, zda lze pro takový systém nalézt trajektorie odpovídající předpokládaným možnostem nákladní kosmické lodě. Nejde o návrh bezprostřední mise, ale o model, který propojuje dráhy těles ve Sluneční soustavě, kapacitu dopravního prostředku a předpokládanou rychlost těžby.
Práce nazvaná Asteroid Mining to Sustain a Mars Colony: A Logistics Point of View je zveřejněna jako preprint v repozitáři arXiv. Jejími autory jsou Serena Suriano, Shamil Biktimirov, Dmitry Pritykin a Anton Ivanov. Preprint je rukopis zpřístupněný před případným posouzením odborným časopisem, výsledky proto zatím nepředstavují ověřený technický postup ani plán schválené mise.
Výzkumníci vycházeli z představy nákladní lodi, která startuje z kruhové nízké oběžné dráhy Marsu ve výšce 500 km. V modelu hledali přeletové termíny k asteroidům s kovovým složením a zpět k Marsu. Důležitou veličinou byla změna rychlosti, označovaná Δv: jde o součet rychlostních manévrů, které sonda potřebuje k opuštění dráhy, přeletu a zachycení u cíle. Čím je tato hodnota vyšší, tím více pohonných látek loď zpravidla potřebuje.
Podle výpočtu by samotná cesta z Marsu ke kovové planetce a návrat bez doplnění paliva přesahovaly schopnosti uvažovaného plavidla. Autoři proto zahrnuli druhý typ zastávky: uhlíkaté asteroidy. Ty mohou obsahovat látky, z nichž by za předpokladu příslušného zpracování bylo možné získat suroviny pro pohonné látky. Model počítá s tím, že loď nejprve zamíří ke kovovému asteroidu, poté k uhlíkatému tělesu kvůli výrobě paliva a nakonec se vrátí s nákladem do blízkosti Marsu.
Výběr drah a množství nákladu
Autoři nejprve vytipovali 122 kovových asteroidů, které splňovaly jimi stanovené limity pro jednotlivé úseky cesty. Pro kombinace kovových a uhlíkatých asteroidů pak použili optimalizační výpočet. Ten porovnával celkovou potřebnou změnu rychlosti, hmotnost získaného kovu a množství paliva, které by bylo nutné vyrobit na uhlíkatých tělesech. Model zahrnoval různá tempa těžby, od 100 kg do 800 kg materiálu za den.
V jedné z variant měla jediná nákladní loď během 20 let navštívit dva kovové a dva uhlíkaté asteroidy. Při nižší uvažované rychlosti těžby by podle autorů dopravila na nízkou oběžnou dráhu Marsu 111,6 t kovu. Varianta s vyšší rychlostí těžby počítala s dodávkou 203 t. Tyto hodnoty jsou výsledkem simulace závislé na zvolených parametrech, nikoli odhadem zásob konkrétní dosud prozkoumané planetky.
V materiálu by výzkumníci viděli zdroj pro aditivní výrobu, tedy postupné vrstvení materiálu známé například z trojrozměrného tisku. Uvažují o výrobě dílů roverů, opravách zařízení či konstrukci obytných modulů. Takové využití ovšem předpokládá, že by se podařilo nejen asteroid bezpečně navštívit a těžit, ale také kov oddělit, přepravit, zpracovat a vytisknout v podmínkách Marsu. Studie tyto jednotlivé technologické kroky netestovala.
Autoři zároveň porovnávali asteroidní zásobování s hypotetickým skladem u bodu L2 soustavy Slunce–Země, tedy v oblasti, kde se gravitační působení Země a Slunce využívá pro specifické oběžné dráhy. V některých optimalizovaných variantách zůstávaly výpravy k asteroidům součástí nejvýhodnějšího řešení i vedle takového skladu. Závěr práce je proto omezený na logistickou proveditelnost za daných předpokladů: asteroidy mohou být doplňkovým zdrojem objemných kovových materiálů, zatímco zásobování ze Země by nadále zůstalo potřebné pro řadu dalších položek.
Největší podmínkou celého scénáře je výroba pohonných látek přímo ve vesmíru a schopnost dlouhodobě těžit na malých tělesech s velmi slabou gravitací. Tyto činnosti zatím nebyly v podobném měřítku předvedeny. Analýza tak neposuzuje, zda lze marsovskou kolonii v dohledné době skutečně vybudovat, ale vymezuje, jaké kombinace drah, těžby a doplňování paliva by bylo vhodné technicky prověřovat.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.